毛竹肉桂酰辅酶A还原酶基因PeCCR功能初步研究

徐 浩，杨克彬，朱成磊，李 英，高志民

(国际竹藤中心，竹藤资源基因科学与基因产业化研究所，国家林业和草原局/北京市竹藤科学与技术重点开放实验室，北京 100102)

竹子是我国最具价值的森林资源之一，在保障生态安全、木材安全等方面均发挥着重要作用。竹材优良的材性，是由竹子生长遗传和环境共同决定的，不同竹种及同一竹种不同产地的竹材材性存在着较大差异[1-3]。虽然竹材材性不同程度地受到不同抚育垦复措施[4]、施肥[5-6]、钩稍[7]等栽培措施的影响，但遗传差异是决定材性的主要内在因素。木质素含量是影响木材材性的重要因素，木质素生物合成涉及多种结构基因、调节基因和miRNA[8-10]。人们已经从遗传角度来研究竹子的材性特征，并开始借助分子生物学手段研究竹材材性的生物合成调控，如参与竹子木质素生物合成的基因CoCOMT[11]、PePAL1[12]、C4H[13]和PeLAC[14]等，参与纤维素合成的PeCesA1～7[15]，参与木聚糖合成的PeIRX9和PeIRX10[16]等。虽然对这些基因仅是初步研究，但对认识竹子木质素的生物合成以及竹材材性的遗传调控分子机制具有重要意义。

肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)是木质素合成的特异途径中的关键酶之一，该酶以3种羟基桂酸的辅酶A酯(香豆酰辅酶A、阿魏酰辅酶A、芥子酰辅酶A)作为底物，催化生成相应的肉桂醛，在木质素生物合成中起主导作用[17]。关于CCR基因及其编码蛋白的研究，已在拟南芥(Arabidopsis thalianaL.)、水稻(Oryza sativaL.)、小麦(Triticum aestivumL.)和玉米(Zea maysL.)等多种植物中开展[18]；而对竹子CCR基因的研究仅有2例报道，即从七彩红竹(Indosasa hispidaM. cv. Rainbow)克隆了IhCCR-1[19]和从巴拉圭瓜多竹(Guadua paraguayanan)中得到了GpCCR基因，并研究了GpCCR在不同组织中的表达模式[20]。……